2.4.1 自由落体运动-2023-2024学年高一物理举一反三系列（人教版2019必修第一册）

2.4.1自由落体运动原卷版 目录 一、 【自由落体运动概念知识点梳理】 1 二、 【伽利略对自由落体运动的研究知识点梳理】 2 三、 【自由落体运动的基本公式知识点梳理】 4 四、 【自由落体运动规律的推论知识点梳理】 6 五、 【非质点自由落体运动知识点梳理】 8 1、 【自由落体运动概念知识点梳理】 自由落体运动 1. 定义：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动，叫作自由落体运动。 2. 物体做自由落体运动的条件：初速度为零；除重力之外不受其他力的作用。 3. 实质：v0=0，a=g的匀加速直线运动。 自由落体加速度 1. 定义：在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同，这个加速度叫作自由落体加速度，也叫作重力加速度，通常用g表示。 2. 方向：竖直向下。重力加速度的方向既不能说是“垂直向下”，也不能说是“指向地心”， 只有在赤道或两极时重力加速度的方向才指向地心。 3. 大小：在地球表面不同的地方，g的大小一般是不同的。g值随纬度增大而增大，随高度增大而减小。通常在计算中g取9. 8 m/s2，在粗略计算中g取10 m/s2。 【自由落体运动概念举一反三练习】 1．在真空中，将苹果和羽毛同时从同一高度由静止释放，下列频闪照片中符合事实的是（　　） A．B．C． D． 2．甲物体的重力是乙物体的3倍，它们在同一高度处同时自由下落（忽略空气阻力），则下列说法中正确的是（　　） A．甲比乙先着地 B．甲比乙的加速度大 C．甲、乙同时着地 D．无法确定谁先着地 3．日常生活中有很多常见的物体下落运动，下面物体在空中的运动可以近似看成自由落体运动的是（　　） A．阳台上静止释放的小铁球的下落过程 B．跳伞运动员打开降落伞后的下落过程 C．水平飞行的飞机上投放的物体的下落过程 D．从水龙头中向下冲出的水柱的下落过程 4．踢毽子是我国一项传统的体育活动。毽子由羽毛和铜钱组成，在下落时总是铜钱在下羽毛在上。下列分析正确的是（　　） A．铜钱重，所以总是铜钱在下羽毛在上 B．毽子的自由下落是自由落体运动 C．因为存在空气阻力，所以总是铜钱在下羽毛在上 D．如果没有空气阻力，也总是出现铜钱在下羽毛在上的现象 2、 【伽利略对自由落体运动的研究知识点梳理】 古希腊权威思想家亚里士多德曾经断言：物体从高空落下的快慢同物体的重量成正比，重者下落快，轻者下落慢。比如说，十磅重的物体落下时要比一磅重的物体落下快十倍。1800多年来，人们都把这个错误论断当作真理而信守不移。 直到16世纪，伽利略才发现了这一理论在逻辑上的矛盾。伽利略通过“比萨斜塔试验”，用事实证明，轻重不同的物体，从同一高度坠落，加速度一样，它们将同时着地，从而推翻了亚里士多德的错误论断。这就是被伽利略所证明的，现在已为人们所认识的自由落体定律。“比萨斜塔试验”作为自然科学实例，为实践是检验真理的惟一标准提供了一个生动的例证。 伽利略的科学研究方法：提出问题→合理猜想→数学推理→实验验证→合理外推→得出结论。伽利略的探索之路：知识=观察+实验+思考 1、大胆的猜测：下落物体的速度是随时间均匀增加的，即，则测瞬时速度V与时间t成正比 困难一：瞬时速度无法准确测量。为了解决测量瞬时速度的困难，伽利略寻求间接验证的途径（思维的作用） 则测下落的高度与时间t成正比 2、实验验证：伽利略用铜球从斜槽的不同位置由静止下落，伽利略手稿中记录的一组实验数据 结果表示为：伽利略发现，斜面的倾角不同，上述比例关系同样成立，只是这个常数的随着θ的增大而增大。 困难二：伽利略用斜面实验验证了后，怎样说明落体运动也符合这个规律？ 3、 合理外推：随着θ的增大，的数值在增大。当θ=90°时，即物体竖直下落时，这个关系也应该成立，这时的数值最大。至此，他终于成功地验证了原先的猜想，不但否定了亚里士多德的错误论断，而且得到了物体下落的规律 【伽利略对自由落体运动的研究举一反三练习】 5．爱因斯坦对于伽利略的工作给予了高度的评价：伽利略的发现以及他所应用的科学推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开始。伽利略对自由落体运动的研究，是科学实验和逻辑思维的完美结合，如图所示，可大致表示其实验和思维的过程，对这一过程的分析，下列说法正确的是（　　） ①数学推理，如果，初速度为零的匀变速直线运动运动应符合 ②合理外推，当倾角等于时，斜面运动变为自由落体运动 ③实验验证：小球在斜面上运动符合，是匀加速直线运动 ④猜想假设：自由落体运动是最简单的变速运动，即 A．④③①② B．④①③② C．①④③② D．④①②③ 6．关于自由落体的研究，下列说法不正确的是（    ） A．古希腊学者亚里士多德认为物体越重，下落越快 B．伽利略采用了斜面实验，“冲淡”了重力的作用，便于运动时间的测量 C．牛顿为了研